[发明专利]基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置

权利要求书

1.基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，包括压电自感知驱动单元、压电能量单元和控制模块，所述控制模块包括信号提取单元、相位补偿单元、极值检测单元、能量回收单元和开关单元；

压电自感知驱动单元的输出端分别连接信号提取单元、开关单元的一端，开关单元的另一端与压电自感知驱动单元的输入端、极值检测单元相连；信号提取单元依次连接相位补偿单元、极值检测单元；压电能量单元与能量回收单元相连；

所述信号提取单元得到的振动传感信号能够通过相位补偿单元得到与真实振动位移信号相差90度的位移传感信号。

2.基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，包括压电自感知驱动单元、压电能量单元和控制模块，所述控制模块包括信号提取单元、相位补偿单元、极值检测单元、能量回收单元和开关单元；

压电自感知驱动单元的输出端与信号提取单元相连，且其输出端通过电感连接开关单元的一端，开关单元的另一端与压电自感知驱动单元的输入端、极值检测单元相连；信号提取单元依次连接相位补偿单元、极值检测单元；压电能量单元与能量回收单元相连；

所述开关单元包括第一开关、第二开关、第一电压源、第二电压源，第一开关与第二开关并联；第一开关的一端与电感连接，另一端与第一电压源的正端连接，第一电压源的负端与压电自感知驱动单元的输入端连接；第二开关的一端与电感相连，另一端与第二电压源的负端连接，第二电压源的正端与压电自感知驱动单元的输入端连接；

所述信号提取单元得到的振动传感信号能够通过相位补偿单元得到与真实振动位移信号相差90度的位移传感信号。

3.根据权利要求1或2所述的基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，所述压电自感知驱动单元包括至少一个第一压电元件，所述压电能量单元包括至少一个第二压电元件，第一压电元件、第二压电元件能够贴设于被控结构表面。

4.根据权利要求1或2所述的基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，所述极值检测单元采用过零比较器，能够将与真实振动位移信号相差90度的位移传感信号与零相比较，从而输出开关信号。

5.根据权利要求4所述的基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，所述极值检测单元包括电压比较器，所述电压比较器的正向输入端与相位补偿单元输出端相连，电压比较器的负向输入端接地，电压比较器的输出端与开关单元相连。

6.根据权利要求1或2所述的基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，还包括电源管理单元，所述电源管理单元与能量回收单元相连，电源管理单元能够为开关单元、信号提取单元、相位补偿单元和极值检测单元提供电源。

7.根据权利要求1或2所述的基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，所述信号提取单元包括串联的低通滤波器和幅值同比缩放电路，所述相位补偿单元包括低功耗运算放大器，所述低功耗运算放大器与幅值同比缩放电路相连。

8.根据权利要求1或2所述的基于能量回收的自感知宽频带结构振动与噪声控制装置，其特征在于，所述能量回收单元包括串联在一起的滤波整流单元和脉冲充电单元。